長八火箭托舉鵲橋二號奔赴月球，中國探月再啟新徵程

星箭分離，進入預定軌道！鵲橋二號等三顆衛星開始踏上奔赴月球之旅，長征八號火箭完成發射任務。

澎湃新聞（www.thepaper.cn）從國家航天局獲悉，3月20日8 時31分，探月工程四期嫦娥七號中繼星（鵲橋二號）由長征八號遙三運載火箭在中國文昌航天發射場成功發射升空。鵲橋二號中繼星作為探月四期後續工程的「關鍵一環」，將架設地月新「鵲橋」，為嫦娥四號、嫦娥六號等任務提供地月間中繼通信。

撐著金色「大傘」的鵲橋二號

鵲橋二號是一顆中繼通信衛星，主要用於轉發月面航天器與地球之間的通信，它首次任務將為嫦娥六號服務。受到月球的遮擋，登陸月球的探測器無法直接與地球通信，為順利完成月球背面航天器與地球間的通信，需要一顆中繼衛星為月面探測器和地面站之間搭起「鵲橋」，為探測器任務提供通信中繼服務，鵲橋二號的主要任務就是為嫦娥六號探測器與地球進行通信。此前在嫦娥四號探測任務中，我國就發射了鵲橋一號中繼通信衛星。目前，世界上只有中國擁有這樣的中繼星技術。

據悉，科研人員對鵲橋二號中繼星進行了艱辛攻關，以期為正在運行的嫦娥四號和即將開展的嫦娥六號、嫦娥七號、嫦娥八號及後續國內外月球探測任務等提供中繼通信服務。鵲橋二號中繼星與2018年發射的嫦娥四號「鵲橋」中繼星相比，技術創新更多、技術狀態更多、功能更強、接口更為複雜、研製難度更高、任務時間跨度更大。此外，鵲橋二號攜帶了多台科學載荷，將開展科學探測。

從外形上看，鵲橋系列中繼衛星最顯著的特徵，就是擁有一把「金色大傘」，被稱作星載大型可展開天線，通過這把「金色大傘」，實現了地球與月球背面的通信。據央視軍事此前報導，這把「大傘」傘骨上鋪了一層薄薄的黃色金屬網，金屬網是星載可展開天線反射電磁波的關鍵部件，在入軌前，傘處於收縮狀態，在發射進入軌道過程中能夠展開。

星載可展開天線上的金屬網原料選用的是金屬鉬絲。為了增加其性能，專家在極細的鉬絲上又做了更多的鍍層處理和加工。據報導，東華大學教授陳南梁介紹稱，：「鉬絲非常細，大概15到30微米，還不到頭髮絲直徑的四分之一，另外表面還有鍍金，鍍金以後它要保持一定的牢度，我們摻雜了一些有機元素，一方面提高了金屬原材料的韌性，另外也讓它的表面具有更好的親和力，這樣鉬絲鍍金以後在編織過程中非常堅固。」

與鵲橋一號不同的是，鵲橋二號並不是圍繞地月拉格朗日L2點運行，而是繞月運行（距離月球最近的時候只有約300公里），而且是遠近軌結合的方式，這樣方便與鵲橋一號聯合使用，同時它可以更清楚地接收來自月面的信號，信號的傳輸會更快捷更清晰，其他攜帶的載荷還可以對月球進行某些方面的科學觀測。

受到月球的遮擋，登陸月球的探測器無法直接與地球通信，為順利完成月球背面航天器與地球間的通信，需要一顆中繼衛星為月面探測器和地面站之間搭起「鵲橋」。

6條彈道，通往奔月「天路」

這次執行鵲橋二號衛星發射任務的火箭是長征八號火箭，該火箭是我國新一代中型運載火箭，由中國航天科技集團有限公司所屬中國運載火箭技術研究院（以下簡稱「火箭院」）抓總研製，除了鵲橋二號中繼星，此次發射還搭載了天都一號、天都二號通導技術試驗星。

長征八號火箭箭體結構芯一級直徑3.35米，芯二級直徑3米，助推器直徑2.25米，整流罩直徑4.2米。動力系統芯一級配置2台120噸級YF-100液氧煤油發動機，芯二級配置2台8噸級YF-75氫氧發動機，助推器配置1台120噸級YF-100液氧煤油發動機。

在短短半小時的飛行過程中，長八火箭展示出為鵲橋二號中繼星任務量身定製的3項本領：更完善的彈道設計、更靈活的主動滾轉技術和更安全的熱防護措施。

這是長八火箭的第三次飛行。2020年成功首飛，長八火箭填補了我國太陽同步軌道3-5噸運載能力的空白；2022年，長八火箭適應「一箭22星」商業發射任務，去掉了兩根火箭助推，新構型首飛再次成功；今天，長八火箭首次奔赴地月轉移軌道，用成功再次證明了自己的穩定性、可靠性、適應性。

4.2米寬、8米高的整流罩，不少於1.3噸的地月轉移軌道運載能力，長八火箭與鵲橋二號中繼星剛好合適。為了服務這位奔月的「乘客」，連續3天，長八火箭為鵲橋二號中繼星安排了6條「天路」，即使窄窗口發射，也能確保衛星順利啟程。

發射窗口就是衛星上天的「時機」，窗口越寬，意味著機會越多。近地軌道衛星一般是「日窗口」，機會每天都有；月球探測器則是「月窗口」，每個月只有幾天的時間；如果要實現探測器與行星、小行星等地外天體交會，窗口更加窄，一年甚至幾年才能遇到一次。

據瞭解，鵲橋二號中繼星是一顆環月衛星，發射窗口一個月只有幾天，因此，火箭研製團隊從第一窗口開始，設計了連續三天、每天兩條共計6條彈道。火箭彈道設計，就是為火箭找到最理想的飛行路線，燃料消耗最少、入軌精度最高。6條彈道，就意味著有6套飛行方案，無論遇到什麼情況，衛星最終都能順利出發、安全抵達。

身負絕學，無懼高溫大風

在降水、雷電、氣溫等各種天氣因素中，對火箭發射影響最為突出的就是高空風。餘夢倫院士在論文中寫道，在設計運載火箭時，飛行載荷是根據統計的最大高空風來確定的。高空風一般距離地面4至20公里，當火箭穿越大風區，會遭受強烈的氣流衝擊，如果風速過大，還可能導致箭體彎曲變形，甚至解體。

隨著技術經驗積累，高空風彈道修正等技術方法能使火箭在飛行過程中有效抵抗風乾擾。澎湃新聞從航天科技集團火箭院獲悉，為了讓火箭適應性更強，研製團隊為本髮長八火箭在使用自主抗干擾控制技術等成熟方法之外，還增加了自動滾轉減載技術，根據風的來向，會在空中主動滾動調整，使火箭用更穩定的優勢面來應對高空風，就像一位太極高手「以柔克剛」，通過自身的旋轉抵消掉高空風的影響。

與長八火箭擅長執行的太陽同步軌道任務相比，地月轉移軌道的入軌高度更低、火箭飛行速度更快，幾乎要達到第二宇宙速度，當火箭高速穿越大氣層時，箭體與大氣摩擦產生的溫度更高，端頭和前錐首當其衝。據介紹，為此火箭研製團隊為火箭多「穿」了一層熱防護塗層，雖然外觀看不出來，但火箭重點部位增加了厚度，更能適應地月轉移軌道的嚴酷條件。

據悉，面向未來低軌巨型星座組網發射需求，今年下半年，長征八號改運載火箭將在海南文昌執行首飛任務。後續長八火箭研製團隊還將承擔多項發射任務，不斷打破舒適圈，去迎接更多個充滿挑戰的「第一次」。